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Ein neuer Ansatz zur Glasbildung

17.03.2018

Es ist bekannt, dass Blitze und Vulkane eine ähnliche Eigenschaft haben – sie können Glas erzeugen. Genau das haben die Menschen in ihren Beobachtungen genutzt, um seit den ältesten Zeiten Glas aus Siliziumdioxid herzustellen, aber die spätere Industrialisierung lehrte uns, wie man es auf der Basis von Bor, Polymeren und Metallen herstellt. Ein internationales Forscherteam hat jedoch eine neue Glasfamilie auf der Basis von Metallen und organischen Verbindungen geschaffen, die in Kombination das Verhalten von Silizium bei der Glasbildung fast vollständig nachahmen, jedoch ohne seine Hauptnachteile wie schnelle Kristallisation und ein starker Temperaturabfall.

Glas selbst ist eine Flüssigkeit, die als festes Material in nanokristalliner Form gefroren ist, wobei es sehr wichtig ist, den Kristallisationsprozess schnell zu unterbinden – dies wird traditionell zum schnellen Abkühlen verwendet. Die Spezialisten entschieden sich jedoch, noch weiter zu gehen und Silizium durch Zink zu ersetzen, das sich wie Silizium ebenfalls auf kristalliner Ebene als tetraedrische Verbindung befindet. Aber im Gegensatz zur Siliziumverbindung, bei der Sauerstoffatome an den Seiten angeordnet sind, verwendet das Zinkprojekt Imidazolat- und Benzimidazolatatome – speziell abgeleitete Moleküle, die Sauerstoff ersetzen.

Daher haben Experten eine spezielle Zinklegierung namens ZIF-62 entwickelt, deren Eigenschaften nur überraschen können. Insbesondere erfordert es eine viel kürzere Abkühlung und eine niedrigere Temperatur, um den Kristallisationsprozess zu vermeiden und dadurch Glas zu bilden, was den Prozess etwas billiger macht.

Ein Artikel mit den positiven Ergebnissen des Projekts wurde bereits in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht, wo Experten alle Feinheiten erläuterten, die mit der Anwendung dieser neuen Methode in der Glasbildung verbunden sind. Natürlich müssen sie noch einige weitere Tests und Experimente durchführen, um potenzielle Schwachstellen und neue Eigenschaften der Zinkverbindung zu entdecken, aber sie sind zuversichtlich, dass das neue Verfahren den Glasbildungsprozess in naher Zukunft viel einfacher und billiger machen wird .

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